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MODSIM与虚拟孪生:一组打开未来蓝图的钥匙

2024-01-18 09:27:17 栏目:新闻动态 浏览:296

在不知不觉间,数字世界中已经诞生了无数可能,和我们现实生活的物理世界产生着千丝万缕的联系。“两个世界”的奇妙融合正在重塑全球的各大产业。

 无论是艺术舞台 


《堡垒之夜》的粉丝们已经在享受沉浸式的虚拟体验,将游戏、互动性和艺术家(爱莉安娜·格兰德)的音乐表演巧妙地融合在一起;


 还是纵横交通 

沃尔沃SuperTruck 2开发项目充分利用先进的虚拟孪生技术,实现了与2009年ST1基线相比更为优异的性能。


虚拟孪生和建模仿真一体化技术(MODSIM)都在重塑创新格局中发挥着核心作用。



一体共生,高度一致


虚拟孪生技术可以在创新项目建立之初开启谋划。当然,还有另一种打开方式:通过使用传感器、3D扫描仪、现有数字模型等技术,从现有的物理对象、系统或复杂环境中衍生出来。

所谓虚拟孪生,孪生二字体现了高度的一致性和重合性。

所以,第一步是从现实世界实体中收集数据,捕获其大小、形状、行为、性能和特征方面的信息,将这些数据进行处理并将其馈送至一个3D数字模型中,该模型是实体在物理和功能方面的虚拟复刻。

机器学习和仿真模拟可以用来优化和更新这个数字模型,确保它和实体对象毫无二致。在这其中,建模仿真一体化技术可以说是虚拟孪生的前提。因为若没有遵循来自多领域物理定律的准确表征,虚拟孪生将无法存在。

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准确表征:相关模型是创建物理实体的虚拟复刻的坚实基础,例如机器、复杂基础设施,甚至人体。借助精确的数学模型,可以捕获现实世界系统的结构、行为和相互作用。参阅示例产品线定义。 

02

数据驱动:通过使用相关领域的物理定律和现实世界数据来设计和校准模型。这意味着数学模型经过优化和微调后,能够完美匹配现实世界的性能。通过这个校准流程,能够最大限度地减小甚至消除数字系统和物理系统间的任何差异。

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深入分析:实现与数字孪生技术相关的数据可视化对于通盘掌控和决策制定至关重要。通过3D数据可视化和高级分析能够优化整个过程的体验,也大大降低了多人协作的难度。无论来自哪个部门,是否具有深度经验,都可以获取和分享见解。


动静皆宜,完美交互


虚拟孪生技术不仅仅是对物理实体简单的“复制粘贴”。在静态数字复刻的同时,它还体现了动态交互式的实体,能够在整个产品生命周期中进行实时的处理、预测和规划。


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实时运行的智脑:虚拟孪生技术通过完美整合来自传感器和其他来源的数据,如企业资源计划(ERP)系统,实现了实时监控。因此,虚拟孪生技术与当前物理系统的状态保持同步,并与其他基本的企业系统完全集成。这种同步能够帮助作业人员监控物理系统,并根据最新的数据做出明智的决策。

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运筹帷幄的预测:MODSIM赋予虚拟孪生技术对未来发展前景运筹帷幄。通过虚拟孪生技术,MODSIM可以实现虚拟世界中的“试验”,了解物理实体在各种条件或变化下将如何响应。这种预测能力可允许企业探索不同的决策成果,并相应地调整其战略,从而确保做出积极的决策和对各种挑战的有效回应。

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全局把控的能力:贯穿整个产品生命周期和价值链。


在整个系统生命周期中收集的历史数据对于确定长期发展趋势、评估维护决策的影响以及指导升级或开展重新设计工作至关重要。在每次变革之前试错,从而确保新配置与现有系统无缝集成。

全球汽车制造商雷诺正在使用虚拟孪生技术做出明智的决策,以选择车门支架的备选方案,并确保其与现有汽车设计和工程需求的可用性和兼容性。


全面开花,赋能创新


虚拟孪生技术不仅是一个「系统操作」工具,更是为众多行业创造价值和解决未来挑战的重要手段。


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量身定制的个性化方案:虚拟孪生技术可帮助企业监测单个系统,并根据实时数据提供个性化的方案和建议。这有助于提高客户满意度和品牌忠诚度。

宜家家居(IKEA)正在以个性化的方式推出他们的瑞典设计家具和配饰,并通过提供客户 生活空间孪生 来创造新的业务机遇。 

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氢听地球之声:虚拟孪生技术可用于对产品和流程的环境影响进行模拟。这有助于企业通过优化资源利用和最大限度地减少浪费做出更加可持续发展的选择。

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精益求精,不断超越:虚拟孪生技术可帮助企业不断改进其流程。通过对来自虚拟孪生技术的数据进行分析,企业可以确定需要改进和创新的领域,从而实现绩效和服务质量的不断提升。

特斯拉收集所有特斯拉汽车的运营信息,并通过无线方式定期更新提供改进。

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拉通协作新生态:虚拟孪生技术促进了各个团队和利益相关方之间的协作。它们提供了共享的虚拟环境,方便不同的参与方通力进行协作,实现可视化、探讨设计方案、计划和战略。尤其是在建筑和基础设施开发等复杂的项目中,不同利益相关方的协同工作决定了项目能否按时、按预算成功完成。


数字经济时代,数字世界是一片广阔的舞台,物理世界和数字世界的融合正在重塑全球的各大产业。以MODSIM为基础的虚拟孪生技术在这一转型过程中发挥着至关重要的作用。作为准确的数字3D模型,它们遵循多个领域的物理定律,将在其整个生命周期中推动创新,实现持续改进和协作,并为我们所有人塑造一个更加可持续发展的美好未来。